Procesamiento de minerales I Classificação Maria Luiza Souza Montevideo 5-9 Agosto 2013 1 UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAY UFRGS - DEMIN - BRASIL

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Procesamiento de minerales I

Classificação

Maria Luiza Souza

Montevideo 5-9 Agosto 2013

UNIVERSIDADE DE LA REPUBLICA – URUGUAYUFRGS - DEMIN - BRASIL

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Neste item é apresentada a operação de classificação e os equipamentos mais usados.

- Classificador de rastelos.- Classificador espiral.- Ciclone classificador.


Capítulo 9 – Classificação



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Introdução

Classificação é a separação de uma população de partículas minerais de acordo com a velocidade terminal que cada uma adquire em um meio fluido. Trataremos apenas com suspensões de sólidos em água, já que esta é o fluido mais usado em processamento mineral.

Em plantas de beneficiamento, tanto a classificação quanto o peneiramento têm como objetivo principal a separação de um material particulado em duas ou mais frações com partículas de tamanhos distintos.

No peneiramento tem-se uma separação segundo o tamanho geométrico das partículas, enquanto na classificação a separação é realizada tomando-se como base a velocidade terminal com que as partículas se deslocam em um meio fluido.

Em geral, a classificação via úmida é aplicada para populações de partículas muito finas e que não podem ser separadas de modo eficiente por peneiramento. Ainda, a classificação influencia acentuadamente na performance dos circuitos de moagem.



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Princípios da classificação

Uma vez que a velocidade de uma partículas em um fluido é dependente não apenas de seu tamanho, mas também de sua forma e densidade, os princípios da classificação são importantes também nas separações de minerais por processos gravimétricos e nas operações de desaguamento por decantação (espessamento ou sedimentação). Ver Figura 1 no próximo slide.

A velocidade de partículas sólidas em um meio fluido é governada pela Lei de Stokes ou pela Lei de Newton, sendo que o intervalo de aplicação destas duas leis é função do regime hidrodinâmico desenvolvido pelo sistema sólido-fluido.

Entretanto, partículas muito finas, com diâmetros da ordem de micra, possuem velocidades muito pequenas sob ação da gravidade e nestes casos pode ser necessário o emprego de forças centrífugas. Alternativamente, as partículas podem ser coaguladas ou floculadas em unidades maiores chamadas flocos ou coágulos que apresentarão mais rapidamente.



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Figura 1- Sedimentação e classificação por tamanhos.

As duas operações estão baseadas no mesmo princípio, ou seja, na velocidade terminal adquirida pelos sólidos no meio fluido.

Sedimentação Classificação hidráulica



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Equipamentos

Os classificadores hidráulicos consistem essencialmente de uma coluna de separação, no interior da qual a água ascende com velocidade uniforme. As partículas introduzidas no setor de separação sobem ou descem dependendo de suas velocidades terminais. Assim, são obtidos dois produtos: um overflow consistindo de partículas com uma velocidade terminal (vt) menor que a velocidade do fluido (Vf) e um underflow contendo as partículas cuja velocidade terminal (vt) é maior que a velocidade do fluido (Vf).

OverflowPartículas vt< Vf

UnderflowPartículas vt> Vf

Água - velocidade uniforme

Vf



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Figura 2- Clasificador de caja en punta o caja en punta.



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Figura 3- Classificadores mecânicos: espiral e de rastelos.

Os dois equipamentos operam do mesmo modo. Diferem apenas no mecanismo de retirada do sólido grosso.

Entre os dois, o classificador espiral é o mais usado no fechamento de circuitos de moagem em plantas pequeno e médio porte.



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Figura 4- Classificadores espirais.

Atualmente estes equipamentos encontram uso em plantas piloto e em outras áreas da engenharia. E.g.: indústria de agregados, etc.



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Figura 5- Clasificador de arenas.

Grossos

FinosAlimentação

AlimentaçãoGrossos

Finos



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Figura 6- Classificador de rastelos da Dorr-Oliver®.

Os mostrados ao lado são fornecidos pela FLSmidth.

Encontram uso diversas áreas industriais.

Capacidade máxima informada pelo fabricante: 37 t/h de sólidos na forma de polpa com volume de 124,9 m3/h. ***



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Figura 7- Lavador de rosca Metso/Faço®.

Usos

Portos de areia, instalaçõesde britagem e para remoçãode superfinos que prejudicam apreparação de argamassas e concretos.

Empregados na lavageme desaguamento de partículasfinas, de granulometriaabaixo de 10mm (3/8”).



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Figura 8- Ciclone em corte.

Equipamento padrão para classificação fina na faixa de 200 a 2 micra.

Vantagens

- Capacidade elevada em relação ao volume ou à área ocupada.

- Fácil controle operacional.

- Operação estável e entrada em regime em curto espaço de tempo.

- Fácil manutenção (projeto bem feito).

- Baixo investimento.



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Figura 9- Distribuidor de fluxo (aranha) para ciclones.

Desvantagens

- Eficiência de classificação menor que a dos classificadores espiral ou de rastelos.

- Incapacidade de armazenar grande volume de polpa e, com isto, ter efeito regulador.

- Devido à energia gasta para bombear a polpa de alimentação, tem custo operacional maior que o dos classificadores espiral ou de rastelos.



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Figura 10- Distribuidor de fluxo (aranha) para ciclones.

Desvantagens

Eficiência de classificação menor que a dos classificadores espiral ou de rastelos.

Incapacidade de armazenar grande volume de polpa e, com isto, ter efeito regulador.

Devido à energia gasta para bombear a polpa de alimentação, tem custo operacional maior que o dos classificadores espiral ou de rastelos.



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Figura 11- Partes de um ciclone.

O diâmetro do ciclone (D) é o diâmetro da parte cilíndrica; é considerado o elemento mais importante e define tanto a capacidade quanto o tamanho de corte do equipamento. São fabricados ciclones com vários diâmetros: entre 10 mm a 1200 mm.

Capacidade o diâmetro de corte aumentam com o diâmetro da parte cilíndrica.

Usual relacionar as demais medidas ao D.

Finoscom muita água

Grossos com pouca água

Bocal de entrada

Apex

Vortex

Partecilíndrica

Parte cônica

Flange

D

*

Cabeça de entrada*



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Figura 12- Um “grande problema” na ciclonagem !

O que será que tem na outra extremidade da barra de aço ?



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Figura 13- Tri-flo e Water Only Cyclone.

Estes equipamentos são da “família” dos ciclones.

Ambos são usados para concentração e não para classificação.



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Figura 14- Ciclones para serviço via seca.



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Figura 15- Ciclones para outros serviços.

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Figura 16- Corrente ascendente e descendente no ciclone.

Principais usos em plantas de processamento

- Fechamento de circuitos de moagem.- Classificação granulométrica (em cascata).- Deslamagem.- Desaguamento (formação de bacias derejeitos) .

Outros usos

- Lavagem de carvões.- Concentração de pirita.- Abatimento de poeiras.- Limpeza de águas em plataformas de petróleo, etc.



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Figura 17- Padrão de fluxos no interior do ciclone.

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